家用电子密码锁设计报告

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1、设计报告学校：长安大学参赛题目:家用智能密码锁学生姓名：指导老师：13家用智能密码锁摘要：本作品以TI公司提供的MSP430F169单片机为核心，采用独立式键盘进行密码输入，利用单片机内部程序控制LCD显示，完成开锁、超次锁定、管理员解密、修改用户密码等基本密码锁功能，其间用LED进行状态指示。该锁采用6v干电池供电，用户可通过拨码开关进入开锁模式或管理模式；用户选择开锁模式后，通过键盘输入密码，密码正确即可开锁，否则报警。用户有3次机会输入密码，3次输入错误键盘被锁定，此时可以输入管理密码开锁；若用户进入管理模式，输入管理员密

2、码正确，即可修改用户密码。该作品通过设置管理员密码，并且不限定密码位数增强了密码的安全性，特别适用于家庭密码锁防盗，而且采用LCD1602实时显示状态，人性化的界面与提示特别符合家庭使用。关键词：密码锁独立键盘MSP430F169LCD显示一、选题意义随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变得尤为突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子密码锁由于其保密性高，使用方便，安全系数高，受到了广大用户的青睐。本设计除实现普通密码锁基本功能外，还增设了管理员密码，使密码锁的安全性更高，并且采用LCD实时显示

3、或提示，使用户操作起来更方便。二、方案的设计比较与论证关键部分方案的设计比较与论证：1.单片机的比较与选择由于本次比赛规定必须采用MSP430的单片机，组委会提供两种型号MSP430F2002和MSP430F247，故单片机只在二者之间选择。F2002和F247都是TI公司推出的新系列低功耗16位单片机，片内集成了看门狗、定时器、A/D转换模块等，两个都可以实现密码锁的基本功能，但是，由于密码锁方案中键盘和LCD显示占用I/O口较多，而F2002只有14个管脚，所以决定采用F247；由于后期制作PCB板时出现了意外，只能临时改用

4、F169替代247（F169与F247同为64脚封装且完全能够实现本设计要求功能）13图1-1MSP430F169封装图图1-2MSPF2002封装图1.密码输入电路的设计比较与论证方案一:采用4X4行列式键盘，需占用8个I/O口。当单片机I/O端口资源紧张时，采用行列式键盘是较好的选择，但由于行列式键盘各个按键之间容易产生干扰，并且行列式键盘要采用分行分列键扫描法读键，软件编程时比较复杂，所以不采用。方案二：采用独立按键，需占用12个I/O口。采用独立键盘的好处是连接简单，各个按键互不干扰，并且软件编程相对简单。考虑到MSP4

5、30F169的I/O口比较富余，所以决定采用此方案.图1-3行列式键盘图1-4独立式键盘2.显示电路的设计比较与论证方案一：采用普通7段LED数码管进行输出显示和提示。LED数码管能够显示数字0-9，亮度也可以，但是消耗电能较大。若采用LED显示，不仅会占用较多I/O口，而且密码位数会受到限制，显示也不够灵活；图5所示为六个数码管采用串行接法连接到单片机，虽然减少了I/O口，但是增加了软件编程的难度，所以不予采用。图1-5LED串行显示电路13方案二：采用LCD1602显示器。采用LCD1602显示不仅硬件连接简单，只需三根控制

6、线，八根数据线，而且可以分两行同时显示数字或者字母，因此显示更为灵活，可以利用这一点使得提示更加人性化，方便用户操作。此外，LCD1602价格也很便宜，一块只要18元。基于LCD1602具有显示容量大、可输出字母、占用单片机口线少、节省单片机时间、功耗低、价格便宜等优点，所以最终选择采用LCD1602显示。图1-6LCD1602显示电路图1-7密码修改启动电路其他部分电路的硬件设计：1.密码修改启动电路的设计普通密码锁通常只有一个用户密码，若用户忘记密码将会是件很麻烦的事情；本设计中增设了一个管理员密码，当用户忘记密码而无法开锁

7、时，用户可以输入管理员密码来开锁；此外，用户还可以输入管理员密码，进入管理模式，进而修改用户密码。万一用户密码被泄露了，用户只要及时修改密码，便可以防止被盗事件发生。密码修改启动电路如图1-10所示，当开关断开时，单片机P3.3端口读入高电平，此时处于开锁模式；当开关闭合时P3.3口读入低电平，软件控制进入管理模式。13图1-8开锁控制电路1.开锁控制电路的设计开锁控制电路由驱动和开锁两级组成。由D5、R1、T10组成驱动电路，其中T10可以选择普通的小功率三极管如9014、9018都可以满足要求。D5作为开锁的提示；由D6、C

8、24、T11组成。其中D6、C24是为了消除电磁锁可能产生的反向高电压以及可能产生的电磁干扰。T11可选用中功率的三极管如8050，电磁锁的选用要视情况而定，但是吸合力要足够且由一定的余量。在本次设计中，由于电磁锁的价格太高，所以这部分电路未能制作，暂时用发光二